KR101425342B1 - Method and apparatus for the fluorination of plastics - Google Patents

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Abstract

플라스틱 용품의 기상 플루오르화는 플루오르화되는 플라스틱 용품을 반응 챔버로 도입시켜 실행된다. 기상 플루오르화는 반응 챔버 중 약 1kPa의 표준압 또는 대기 상압에서 실행된다. 기상 플루오르화는 정적 또는 동적으로 수행될 수 있다. 반응 챔버 중 대기압의 완전 또는 부분적 제거를 위해 기상 플루오르화 전에 플러싱을 수행한다. 반응 챔버 (1)에는 커버 (2)가 장착되어 있으며, 진공-밀봉되지 않아서 배기될 수 없는 반응 챔버의 유입구 측면에는 및 공기, 비활성 기체, 및 불소 및 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)가 존재한다. 계량첨가 밸브는 유량계 (4)를 통해 반응 챔버 (1)에 연결된다. 방출 밸브 (V3) 및 유통/차단 밸브 (V4)는 반응 챔버 (1)의 기체 배기관 (8)에 배치되어 있다. 반응 챔버는 회전 드럼을 포함할 수 있다.The vapor phase fluorination of the plastic article is carried out by introducing the plastic article to be fluorinated into the reaction chamber. The gas phase fluorination is carried out at a standard pressure of about 1 kPa or atmospheric pressure in the reaction chamber. The gas phase fluorination can be performed either statically or dynamically. Flushing is performed before vapor phase fluorination for complete or partial removal of atmospheric pressure in the reaction chamber. The reaction chamber 1 is equipped with a cover 2 and is provided with an inlet side of the reaction chamber which is not vacuum-sealed and can not be evacuated, and a gas mixture containing air, an inert gas, and fluorine and at least one inert gas. There are metering valves V0, V1, and V2. The metering valve is connected to the reaction chamber 1 via a flow meter 4. The discharge valve V3 and the flow-through / shut-off valve V4 are disposed in the gas exhaust pipe 8 of the reaction chamber 1. [ The reaction chamber may comprise a rotating drum.

Description

플라스틱의 플루오르화 방법 및 기기{METHOD AND APPARATUS FOR THE FLUORINATION OF PLASTICS}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR THE FLUORINATION OF PLASTICS [0002]

본 발명은 플루오르화되는 플라스틱 용품을 반응 챔버로 도입시키고 기상 플루오르화시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱의 플루오르화 방법, 및 플라스틱의 플루오르화용 기기에 관한 것이다. 본 방법 및 기기는 또한 고무의 플루오르화에 적합하다.The present invention relates to a method of fluorination of plastics, and a device for fluorination of plastics, characterized in that the plastics material to be fluorinated is introduced into the reaction chamber and is vapor-phase fluorinated. The method and apparatus are also suitable for the fluorination of rubber.

플루오르화에 의해, 매우 넓은 범위의 표면 성질을 확립할 수 있다.By fluorination, a very wide range of surface properties can be established.

- 차단 효과의 개선, 투과 차단층/냄새 차단의 형성;- improvement of blocking effect, formation of permeation barrier / odor barrier;

- 내약품성 및 열적 안정성의 개선;- improvement of chemical resistance and thermal stability;

- 코팅재 (페인트, 마감재, 접착제 등)의 접착 촉진의 활성화;- activation of adhesion of coatings (paint, finishes, adhesives, etc.);

- 표면의 화학적 조면화, 미세구조화;- chemical roughening, microstructuring of the surface;

- 표면의 화학적 평활화, 계면 상호작용의 최소화;- chemical smoothing of surfaces, minimization of interfacial interactions;

- 마찰 계수의 감소, 예를 들어 밀봉부 실장의 개선;- reduction of the coefficient of friction, for example, improvement of sealing part mounting;

- 플라스틱 표면의 영구적 친수성 처리, 습윤성의 최적화;- permanent hydrophilic treatment of plastic surfaces, optimization of wettability;

- 플라스틱 표면의 영구적 소수성 처리, 수흡수도의 감소.- permanent hydrophobic treatment of plastic surfaces, reduced water absorption.

불소로 비극성 중합체 물질을 처리함으로써, CF 결합에 의한 CH 결합의 부분적 치환으로 인해 극성 표면이 생성된다. 이에 따라, 생성된 표면과 비극성 액체의 상호작용은 습윤성 및 팽윤성에 관하여 실질적으로 감소한다. 결국, 표면의 화학적 조성은 투과도의 감소를 일으킨다.By treating the non-polar polymer material with fluorine, a polar surface is created due to partial substitution of CH bonds by CF bonds. Thus, the interaction of the resulting surface with the nonpolar liquid is substantially reduced with respect to wettability and swellability. Eventually, the chemical composition of the surface causes a decrease in permeability.

수소 원자를 불소 원자로 교환시킴으로 인해 중합체에 쌍극자가 발생한다. 그 결과, 화학적 결합의 기본적 전제조건이 생성된다. 나아가, 중합체 빌딩 블록에의 불소 원자의 혼입은 표면의 화학적 조면화를 일으켜, 코팅재의 기계적 고정을 달성한다. 화학적 결합 및 기계적 고정의 조합은 장기간 동안 안정한 강한 접착 결합을 가능하게 한다.The exchange of a hydrogen atom with a fluorine atom results in a dipole in the polymer. As a result, a basic precondition for chemical bonding is created. Furthermore, the incorporation of fluorine atoms into the polymer building block results in a chemical roughening of the surface, resulting in mechanical fixation of the coating. The combination of chemical bonding and mechanical fastening allows stable strong bond bonding for a long period of time.

불소 원자를 중합체에 혼입시킴으로써, "테플론-유사" 표면 구조가 형성된다. 이와 관련된 성질의 변화로 인해, 플라스틱의 열적 안정성 및 예를 들어 산 및 알칼리에 대한 내약품성이 개선된다.By incorporating fluorine atoms into the polymer, a "Teflon-like" surface structure is formed. Due to changes in properties associated therewith, the thermal stability of plastics and, for example, the chemical resistance to acids and alkalis are improved.

2개의 상이한 방법이 플루오르화를 수행하는데 사용된다.Two different methods are used to perform the fluorination.

인라인(inline) 방법은 중공체에만 적용가능하다. 이 방법에서, 중공체의 내면에서만의 플루오르화가 취입 압출법에서의 제조 동안 수행된다. 이에 따라 오프라인(offline) 방법과는 대조적으로, 추가적인 처리 작용이 면제된다.The inline method is applicable only to hollow bodies. In this method, fluorination only on the inner surface of the hollow body is performed during manufacture in the blow extrusion process. As a result, in contrast to the offline method, additional processing effects are exempted.

오프라인 방법은 중공체 및 플라스틱의 프로파일과 필름 모두에 적용가능하다. 이는 반응 챔버의 마감부의 후처리에 관한 방법이다. 이에 따라 총 표면이 처리된다. 오프라인 방법의 이점은 공정 순서의 높은 유연성에 있다. 처리를 제조로부터 분리시킴으로써, 플루오르화를 제조의 일반적 조건에 대해 최적으로 채택할 수 있는 정도의 넓은 범위에서 발명의 파라미터를 변경시킬 수 있다.Off line methods are applicable to both hollow body and plastic profiles and films. This is a method relating to the post-treatment of the finish of the reaction chamber. Whereby the total surface is treated. The advantage of the off-line method lies in the high flexibility of the process sequence. By separating the treatment from the preparation, the parameters of the invention can be varied over a wide range to the extent that fluorination can be optimally adapted to the general conditions of manufacture.

특히, 플루오르화 방법의 이점은 다음과 같다.In particular, the advantages of the fluorination process are:

- 부품의 기하구조와 상관없는 표면 장력 (극성)의 높고 균일한 분포.- High and uniform distribution of surface tension (polarity) irrespective of the geometry of the part.

- 기재 중합체의 무손상.- no damage to the base polymer.

- 처리 효과의 장기간 안정성.- Long-term stability of the treatment effect.

- 소부품의 벌크 처리.- Bulk handling of small parts.

- 박벽 구성에의 적용가능성.- Applicability to thin wall construction.

- 유연한 공정 순서.- Flexible process sequence.

- 높은 정도의 자동화.- High degree of automation.

- 높은 공정 신뢰성.- High process reliability.

이러한 플라스틱 상에 불소-함유 층을 제조하기 위한 다양한 플라스틱의 플루오르화가 널리 사용된다. 플라스틱 상의 불소-함유 층은 휘발성 물질의 침투에 관하여 특정한 차단 효과를 가진다. 예를 들어, 연료 탱크의 플라스틱 탱크 벽은 자동차용 연료 침투의 예방을 위해 플루오르화된다.Fluorination of various plastics for making fluorine-containing layers on such plastics is widely used. The fluorine-containing layer on the plastic has a specific blocking effect with respect to the penetration of volatiles. For example, the plastic tank wall of the fuel tank is fluorinated to prevent fuel penetration for automobiles.

EP 1 234 849 A1은 플라스틱 표면을 갖는 처리되는 물질을 포함한 반응 챔버를 10 mbar 절대압 이하 또는 처리압의 1/10 이하로 배기시키거나, 또는 절대 처리압이 25 내지 250 mbar 범위에 도달할 때까지 정의된 조성의 불소-함유 기체 혼합물을 도입시키는, 기상 플루오르화에 의한 플라스틱 표면의 처리 방법을 개시한다.EP 1 234 849 A1 discloses a process in which a reaction chamber containing a material to be treated having a plastic surface is evacuated to a pressure of 10 mbar absolute or less or one tenth of the process pressure or until the absolute process pressure reaches a range of 25 to 250 mbar A method of treating a plastic surface by vapor phase fluorination, wherein a fluorine-containing gas mixture of defined composition is introduced.

EP 0 566 883 B1은 예를 들어, 2 내지 10 bar의 압력 및 60 내지 25O℃의 중공체의 내면 온도에서 예를 들어 1%의 불소를 함유하는 기체를 사용하여 플라스틱 용기의 내면을 플루오르화시키는 방법을 개시한다. 불소-함유 처리 기체를 -2O℃ 내지 -196℃의 온도에서 중공체로 도입시킨다.EP 0 566 883 B1 discloses a method of fluorinating the inner surface of a plastic container using a gas containing, for example, 1% fluorine at a pressure of 2 to 10 bar and an inner surface temperature of a hollow body of 60 to 250 캜 . The fluorine-containing process gas is introduced into the hollow body at a temperature of -2O < 0 > C to -196 [deg.] C.

또한, EP 0 809 670 B1은 다양한 압력에서 4개 단계 공정으로 수행되는 플루오르화 방법을 개시한다. 플루오르화 방법의 제1 단계에서, 플루오르화되는 중합체의 상압 P1을 반응 챔버 중 플루오르화제의 부재하게 진공 펌프의 도움으로 0.001 내지 0.5 kPa로 감소시킨다. 제2 단계에서, 반응 챔버 중 압력 P2를 플루오르화제의 도움으로 0.1 내지 300 kPa로 증가시킨다. 그 후 반응 챔버 중 압력을 0.01 내지 1 kPa로 감소시킨다. 제3 단계에서, 압력을 0.1 내지 300 kPa로 조정한다. 그 후, 압력을 다시 0.01 내지 1 kPa로 감소시킨다. 제4 단계에서, 압력을 0.1 내지 1000 kPa로 조정한다. 그 후, 플루오르화 중합체성 물질을 반응 챔버로부터 제거한다. 이 방법은 4 단계가 함께 행해지며 압력이 또한 개별 단계 사이에서 각각의 경우에 감소되며, 개별 단계 사이에서 각각의 압력 감소를 위한 1 이상의 진공 펌프를 요구한다는 점에서 복잡하다.EP 0 809 670 B1 also discloses a fluorination process carried out in a four step process at various pressures. In the first step of the fluorination process, the atmospheric pressure P1 of the polymer to be fluorinated is reduced to 0.001 to 0.5 kPa with the aid of a vacuum pump in the absence of a fluorinating agent in the reaction chamber. In the second step, the pressure P2 of the reaction chamber is increased to 0.1 to 300 kPa with the aid of the fluorinating agent. The pressure in the reaction chamber is then reduced to 0.01 to 1 kPa. In the third step, the pressure is adjusted to 0.1 to 300 kPa. Thereafter, the pressure is again reduced to 0.01 to 1 kPa. In the fourth step, the pressure is adjusted to 0.1 to 1000 kPa. The fluorinated polymeric material is then removed from the reaction chamber. This method is complicated in that the four steps are done together and the pressure is also reduced in each case between the individual steps and requires at least one vacuum pump for each pressure reduction between the individual steps.

또한, DE 198 32 559 C2는 플루오르화되는 플라스틱 용품을 반응 챔버로 도입시키고, 배기 후, 비활성 기체 및 불소를 함유하는 대기에서 플루오르화시키는 플라스틱의 플루오르화 방법을 개시한다. 플루오르화되는 용품 및 반응 챔버에 존재하는 기체는 배기 및 플루오르화 동안 40℃ 이상의 온도로 유지되며, 플루오르화 후, 진공이 가해지고 미전환된 불소 분자가 플라스틱 용품 밖으로 확산될 때까지 진공을 유지시킨다. 플루오르화 동안 불소/질소 혼합물의 압력은 40 mbar이다.In addition, DE 198 32 559 C2 discloses a fluorination process of plastics which introduces the plastics material to be fluorinated into the reaction chamber and, after evacuation, fluorines in an inert gas and atmospheres containing fluorine. The gas present in the article to be fluorinated and in the reaction chamber is maintained at a temperature of at least 40 캜 during exhaust and fluorination and after the fluorination a vacuum is applied and the vacuum is maintained until unconverted fluorine molecules diffuse out of the plastic article . The pressure of the fluorine / nitrogen mixture during the fluorination is 40 mbar.

공지된 플루오르화 방법의 공통된 특징은 진공-밀봉 반응 챔버 중 플라스틱의 처리 및 플루오르화 기체 혼합물의 감압 하에 플루오르화이다. 처리되는 플라스틱 부품 또는 플라스틱 성형물을 진공-밀봉 반응 챔버에 도입시키고, 이를 대기 산소를 제거하기 위해 배기시키고 비활성 기체를 유동시킨다. 반응 챔버의 추가적 배기 후, 불소-함유 처리 기체를 반응 챔버로 계량첨가한다. 플루오르화를 감압하에 연속적으로 수행하거나 또는 다수의 단계로 수행하고, 이 때 개별 단계는 상이한 압력에서 수행되고, 단계 사이의 각각의 경우에서 배기가 수행된다. 종래 기술에서는, 플루오르화 종료 후 반응 챔버를 반복된 배기를 통해 플러싱시키고, 비활성 기체를 유동시킨다. 공지된 방법에서의 기기는 매우 복잡한데, 이는 반응 챔버가 진공-밀봉되어야 하며, 1 이상의 진공 펌프가 배기를 위해 존재해야 하기 때문이다.A common feature of known fluorination processes is the treatment of plastics among the vacuum-tight reaction chambers and the fluorination under reduced pressure of the fluorinated gas mixture. The processed plastic part or plastic molding is introduced into a vacuum-tight reaction chamber, which is vented to remove atmospheric oxygen and an inert gas is flowed. After additional evacuation of the reaction chamber, the fluorine-containing process gas is metered into the reaction chamber. The fluorination is carried out continuously under reduced pressure or in a number of steps, wherein the individual steps are carried out at different pressures and the exhaust is carried out in each case between the steps. In the prior art, after the end of the fluorination, the reaction chamber is flushed through the repeated exhaust and the inert gas is flowed. The equipment in the known method is very complicated because the reaction chamber must be vacuum-sealed and at least one vacuum pump must be present for exhaust.

예를 들어, 폐쇄되고 민감한 벌집 구조 및 폐쇄된 기공의 플라스틱 포움을 가지는 감압성 플라스틱 표면의 진공에서의 플루오르화는, 실제로는 진공에서, 민감한 벌집 구조 및 플라스틱 포움의 기공이 붕괴되는(burst) 문제점이 있는데, 이는 여기에 밀봉된 기체, 예컨대 공기, 기핵제 또는 발포제가 일반적으로 기상이어서, 진공에서 발포하여, 이러한 플라스틱의 구조를 손상시키기 때문이다.For example, fluorination in a vacuum of a pressure-sensitive plastic surface having a closed and sensitive honeycomb structure and a closed-pore plastic foam can cause problems in practice, in vacuum, of the pores of the sensitive honeycomb structures and plastic foam Because the gases sealed therein, such as air, nucleating agents or blowing agents, are generally vapor phase, which foam in vacuo and impair the structure of such plastics.

본 발명의 목적은 공지된 방법 및 기기보다 덜 복잡하며, 특히 감압성 플라스틱 부품, 예컨대 플라스틱 포움, 플라스틱 과립, 플라스틱의 폐쇄된 벌집형 표면 구조의 플루오르화를 가능하게 하는 기기로 행해지는 플라스틱 표면의 플루오르화를 위한 방법 및 기기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus which is less complicated than known methods and apparatuses and which is particularly suited for use in apparatuses which enable the fluorination of a closed honeycomb surface structure of pressure-sensitive plastic parts such as plastic foams, plastic granules, And to provide a method and apparatus for fluorination.

본 목적은 기상 플루오르화가 반응 챔버 중 대기압에서 수행되는 구성으로 개시된 유형의 방법에 의해 달성된다.This object is achieved by a method of the type disclosed in a configuration in which vapor fluorination is carried out at atmospheric pressure in a reaction chamber.

또한 반응 챔버로부터 대기 산소의 완전 또는 부분적 제거를 위해 기상 플루오르화 전에 수행되는 플러싱을 반응 챔버 중 대기압에서 수행할 수 있다. 본 방법의 또다른 측면에서, 불소 기체 또는 플루오르화제 및 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 사전 결정된 조성의 불소-함유 기체 혼합물이 기상 플루오르화에 사용된다. 본 목적에서, 불소-함유 기체 혼합물은 유리하게는 기체 혼합물의 총 부피를 기준으로 0.1 내지 30 부피%의 양의 불소 기체 또는 플루오르화제 및 이에 상보적인 일정량의 비활성 기체를 포함한다. 기체 혼합물은 바람직하게는 0.1 내지 20 부피%의 불소 기체 또는 플루오르화제, 특히 0.1 내지 10 부피%의 불소 기체를 함유한다. 본 방법의 특별한 측면에서, 기체 혼합물은 10 부피%의 불소 기체 또는 플루오르화제를 함유한다. 비활성 기체는 바람직하게는 질소, 아르곤, 헬륨 및 네온으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 방법의 또다른 측면에서, 기상 플루오르화는 원소 불소, 할로겐 플루오라이드 또는 0족 기체 플루오라이드, 예컨대 XeF2 또는 XeF4에 의해 수행된다.Also, flushing performed prior to vapor phase fluorination for complete or partial removal of atmospheric oxygen from the reaction chamber can be performed at atmospheric pressure in the reaction chamber. In another aspect of the method, a fluorine-containing gas mixture of a predetermined composition comprising a fluorine gas or fluorinating agent and at least one inert gas is used in the vapor phase fluorination. For this purpose, the fluorine-containing gas mixture advantageously comprises a fluorine gas or fluorinating agent in an amount of from 0.1 to 30% by volume, based on the total volume of the gas mixture, and a certain amount of an inert gas complementary thereto. The gas mixture preferably contains from 0.1 to 20% by volume of fluorine gas or fluorinating agent, in particular from 0.1 to 10% by volume of fluorine gas. In a particular aspect of the method, the gas mixture contains 10 vol.% Fluorine gas or fluorinating agent. The inert gas is preferably selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium and neon. In another aspect of the method, the gas phase fluorination is carried out by elemental fluorine, halogen fluorides, or 0-group gas fluorides, such as XeF 2 or XeF 4.

본 방법의 또다른 측면은 아래에 기술한다. 불소-함유 기체 혼합물은 질소 기체 중 5 내지 15 부피%, 특히 10 부피%의 불소를 포함할 수 있다. 기상 플루오르화를 정적으로 수행하고, 이 때 반응 챔버의 유입구 및 배출구 측면은 기체 혼합물에의 계량첨가 후 0.5 분 내지 12 시간의 시간 동안 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 기체 혼합물을 반응 챔버로 연속적으로 유동시켜 계량첨가하는 기상 플루오르화를 동적으로 실행할 수 있다. 기상 플루오르화 동안 반응 챔버의 온도가 15 내지 50℃의 범위일 수 있다. 기체 혼합물이 반응 챔버에서 순환하여 난류를 나타낼 수 있다. 반응 챔버 중 대기가 실질적으로 균질화되도록 기체 동역학에 대해 최적화된 방식으로 기체 혼합물을 반응 챔버에 계량첨가할 수 있다. 기상 플루오르화를 종료한 후에 비활성 기체 또는 공기로의 플러싱을 수행할 수 있다. 계량첨가의 시간을 고정시킴으로써 공지된 부피 유량에서 계량첨가 및 플러싱 시간을 조절할 수 있다. 유동하는 양의 조성을 분석적으로 모니터링하고 얻어진 분석치를 통해 시간을 조절하는 방식으로, 비활성 플러싱 기체에 계량첨가된 기체 혼합물의 사전결정된 유량에서 계량첨가 및 플러싱 시간을 조절할 수 있다. 플루오르화되는 플라스틱이 중합체성 과립, 분말, 플라스틱 포움, 성형물 및 성형체, 용기 및 섬유로부터 선택될 수 있다. Another aspect of the method is described below. The fluorine-containing gas mixture may comprise 5 to 15% by volume, especially 10% by volume, of fluorine in the nitrogen gas. The gas phase fluorination is performed statically, wherein the inlet and outlet sides of the reaction chamber can remain closed for a period of 0.5 minutes to 12 hours after metering into the gas mixture. It is possible to dynamically perform the gas phase fluorination in which the gas mixture is continuously flowed into the reaction chamber and metered in. The temperature of the reaction chamber during the gaseous fluorination can range from 15 to 50 占 폚. The gas mixture can circulate in the reaction chamber and exhibit turbulence. The gas mixture can be metered into the reaction chamber in an optimized manner for gas kinematics so that the atmosphere in the reaction chamber is substantially homogenized. Flushing to an inert gas or air after termination of the gaseous fluorination can be performed. The metering addition and flushing times can be adjusted at known volume flow rates by fixing the time of metering addition. The dosing and flushing times can be adjusted at a predetermined flow rate of the gas mixture metered into the inert flushing gas in a manner that is analytically monitored for the amount of flowable composition and the time is adjusted through the obtained analysis. Plastics to be fluorinated may be selected from polymeric granules, powders, plastic foams, moldings and shaped bodies, vessels and fibers.

달성되는 목적의 범위 내에서, 반응 챔버 및 커버를 포함하는 플라스틱의 플루오르화용 기기가 사용되는데, 이 때 기기는 비배기성 반응 챔버가 유입구 측면에서 공기, 비활성 기체, 및 불소 및 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)를 가지며, 방출 밸브 (V3) 및 유통/차단 밸브 (V4)가 반응 챔버의 기체 배기관에 배치된 것을 특징으로 한다.Within the scope of the object to be achieved, a fluorination apparatus for plastics comprising a reaction chamber and a cover is used wherein the non-exhaustion reaction chamber comprises air, inert gas, and fluorine and at least one inert gas at the inlet side (V1), (V2) for the gas mixture to be supplied to the reaction chamber, and a discharge valve (V3) and a flow-through / shutoff valve (V4) are disposed in the gas exhaust pipe of the reaction chamber.

본 발명에 따른 기기의 제1 실시태양에서, 반응 챔버는 고정 위치에 배치되며, 기체 혼합물의 가열을 위한 조절가능한 가열기 및 반응 챔버 중 기체 혼합물의 난류성 순환을 위한 순환 펌프가 제공된다. 기기의 제2 실시태양은 천공된 주변 드럼면을 갖는 회전 드럼이 배치된 반응 챔버가 장착된다. 플루오르화되는 플라스틱 용품 또는 플라스틱 부품을 이러한 회전 드럼에 도입시킨다. 본 발명에 따른 기기의 제3 실시태양은 반응 챔버가 전체 면적에 걸쳐 폐쇄된 주변 표면을 갖는 회전 드럼이고, 반응 챔버의 외부에 배치된 구동 모터가 주변 드럼면과 결합하여 회전 드럼이 움직이도록 하는 것을 특징으로 한다. In a first embodiment of the device according to the invention, the reaction chamber is arranged in a fixed position and is provided with an adjustable heater for heating the gas mixture and a circulation pump for turbulent circulation of the gas mixture in the reaction chamber. A second embodiment of the apparatus is equipped with a reaction chamber in which a rotary drum having perforated peripheral drum surfaces is disposed. A plastic article or plastic part to be fluorinated is introduced into this rotating drum. A third embodiment of the device according to the present invention is characterized in that the reaction chamber is a rotary drum having a closed peripheral surface over the entire area and a drive motor disposed outside the reaction chamber is engaged with the peripheral drum surface to allow the rotary drum to move .

기기의 실시태양의 추가적인 상세한 내용은 아래로부터 명백하다. 본 발명은 비배기성 반응 챔버 (1)의 유입구 측면에 공기, 비활성 기체, 및 불소 및 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)를 가지며, 방출 밸브 (V3) 및 유통/차단 밸브 (V4)는 반응 챔버 (1)의 기체 배기관 (8)에 배치된 것을 특징으로 하는, 반응 챔버 (1; 10; 17) 및 커버를 포함하는 플라스틱의 플루오르화를 위한 기기를 개시한다. 상기 기체 배기관 (8)은 차단 밸브 (V4)를 통해 흡수기 (9)에 연결될 수 있다. 천공된 주변 드럼면 (11)을 갖는 회전 드럼 (10)이 반응 챔버 (1)에 배치될 수 있다. 회전 드럼 (10)은 탈착식 커버 단부면 (15)를 가질 수 있다. 반응 챔버가 전체 면적에 걸쳐 폐쇄된 주변 드럼면 (18)을 갖는 회전 드럼 (17)이고, 반응 챔버의 외부에 배치된 구동 모터 (21)가 주변 드럼면과 결합하여 회전 드럼이 움직이도록 할 수 있다. Additional details of embodiments of the device are apparent from below. The present invention has metering addition valves (V0), (V1), (V2) for a gas mixture comprising air, an inert gas, and fluorine and at least one inert gas on the inlet side of the non-exhaustion reaction chamber (1) The discharge valve V3 and the flow-through / shut-off valve V4 are disposed in the gas exhaust pipe 8 of the reaction chamber 1. The reaction chamber 1, Discloses a device for an image forming apparatus. The gas exhaust pipe 8 may be connected to the absorber 9 through a shutoff valve V4. A rotary drum 10 having a perforated peripheral drum surface 11 can be disposed in the reaction chamber 1. [ The rotary drum 10 may have a removable cover end surface 15. The reaction chamber is a rotary drum 17 having a closed peripheral drum surface 18 over the entire area and a drive motor 21 disposed outside the reaction chamber can be combined with the peripheral drum surface to allow the rotary drum to move have.

본 발명에 따른 방법 및 기기는 공지된 플루오르화 방법과 비교하여, 반응 챔버 중 기상 플루오르화가 플러싱 및 플루오르화를 수행하기 위해 배기되지 않는다는 이점을 달성한다. 플러싱 및 플루오르화는 상압, 즉, 대기압에서 수행되며, 이에 따라 공지된 방법의 경우에 요구되는 매우 복잡한 기기 및 압력 밀봉된 진공 반응 챔버 및 진공 펌프를 요구하는 기기가 면제된다. 또한, 반응 챔버에서 플루오르화되는 플라스틱 용품의 체류 시간 및 기상 플루오르화의 총 지속시간을 일반적으로 감소시킬 수 있다.The method and apparatus according to the present invention achieve the advantage that the gas phase fluorination in the reaction chamber is not vented to perform flushing and fluorination, as compared to known fluorination methods. Flushing and fluorination are carried out at atmospheric pressure, i.e. at atmospheric pressure, so that the very complicated equipment required in the case of known processes and equipment requiring pressure sealed vacuum reaction chambers and vacuum pumps are exempted. It is also possible to generally reduce the residence time of the plastics article to be fluorinated in the reaction chamber and the total duration of the gaseous fluorination.

본 발명에 따른 방법 및 기기는 도면에 나타낸 기기의 실시태양을 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명한다.The method and apparatus according to the present invention will be described in more detail below with reference to embodiments of the apparatus shown in the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 기기의 제1 실시태양을 도식적으로 나타낸다.
도 2은 본 발명에 따른 기기의 제2 실시태양을 도식적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 기기의 제3 실시태양을 도식적으로 나타낸다.Figure 1 schematically shows a first embodiment of a device according to the invention.
Figure 2 schematically shows a second embodiment of the device according to the invention.
Figure 3 schematically shows a third embodiment of the device according to the invention.

도 1은 커버 (2)에 의해 고정된 위치에 있는 반응 챔버 (1), 반응 챔버에 대한 가열기 (3) 및 순환 펌프 (5)를 갖는 플라스틱 용품의 플루오르화를 위한 기기를 도식적으로 나타낸다. 커버 (2)를 개방한 후 처리되는 플라스틱 용품을 반응 챔버 (1)로 도입시키고, 이어서 상기 반응 챔버를 커버 (2)로 다시 폐쇄시킨다. 밀봉부 (6)은 반응 챔버 (1)과 커버 (2) 사이의 단단한 밀봉을 보장한다. 반응 챔버 (1)은 진공-밀봉되지 않으므로, 배기성이 아니다. 공기, 비활성 기체, 및 불소 및 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)가 유입구 측면에 존재하고, 이 때 계량첨가 밸브는 서로 평행하게 배치되어 있고 유량계 (4)의 공통선을 통해 연결되어 있으며, 기체 공급관 (7)은 유량계 (4)로부터 반응 챔버 (1)로 이어져 있다. 가열기 (3)은 커버 (2)에 대향하는 반응 챔버 (1)의 측면에 배치된다. 반응 챔버 (1)의 화살표는 반응 챔버 (1) 내의 부분 스트림의 방향을 나타낸다. 배출구 측면상에서, 기체 배기관 (8)은 반응 챔버 (1)로부터 유통/차단 밸브 (V4)를 통해 흡수기 (9)로 이어져 있다. 방출 밸브 (V3)은 기체 배기관 (8)의 가지에 존재하며, 기체 배기관 (8)이 반응 챔버 (1)에 연결된 곳에 근접해있다. 순환 펌프 (5)는 반응 챔버 (1)에 평행하게 배치되어 있으며 기체 배기관 (8) 및 기체 공급관 (7)에 연결되어 있다. 순환 펌프 (5)의 기체 배기관 (8)에의 연결부는 밸브 (V3)과 (V4) 사이에 존재한다. 순환 펌프 (5)의 기체 공급관 (7)에의 연결부는 유량계 (4) 이후 흐름 방향의 하부스트림에 위치한다. 반응 챔버 (1)의 내부 대기의 균질화를 위해, 반응 챔버 중 송풍기(blower)를 제공할 수 있다. 처리되는 플라스틱 용품 또는 플라스틱 부품을 반응 챔버 (1)에 도입시킨다. 반응 챔버 (1) 중 대기 산소를 우선 비활성 기체를 밸브 (V1)을 통해 유량계 (4)로 유동시킴으로써 일정량의 비활성 기체로의 플러싱을 통해 제거한다. 일반적으로 감압하의 비활성 기체는 계량첨가 밸브 (V1) 앞에서 상압 또는 표준압, 즉, 대기압으로 감소된다. 유량계로부터의 방출 후, 비활성 기체는 기체 공급관 (7)을 통해 반응 챔버 (1)로 계량첨가된다. 반응 챔버 (1)에 존재하는 대기 산소가 개방된 방출 밸브 (V3)을 통해 방출된다. 반응 챔버 (1)의 내부가 비활성 기체만을 함유할 때까지 플러싱을 계속할 수 있다. 또한 반응 챔버 (1)에 일정량의 대기 산소를 남기기 위해 비활성 기체로의 미완결 상태로 플러싱을 중지시킴으로써 대기 산소 존재하에서 플루오르화를 실행시킬 수 있다. 플러싱은 플러싱 지속시간의 실험적 결정 후 시간을 조절하거나, 또는 계량첨가된 기체 혼합물 및 비활성 플러싱 기체의 사전 결정된 유량에서 계량첨가 및 플러싱 시간을 조절함으로써 분석적 모니터링을 통해 실행된다. 이러한 목적을 위해, 방출 밸브 (V3)을 통해 유동하는 양의 조성을 분석적으로 모니터링, 즉, 측정하고, 수득된 분석치를 시간 조절에 사용한다. 플러싱이 완료된 후, 계량첨가 밸브 (V1) 및 차단 밸브 (V3)을 폐쇄시킨다. 그 후, 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V2)를 개방시키고 유량계 (4)를 통해 반응 챔버 (1)로 불소-함유 처리 기체를 계량첨가함으로써 기상 플루오르화를 시작한다. 반응 챔버 (1) 내의 비활성 기체를 개방된 유통/차단 밸브 (V4)를 통해 흡수기 (9)로 방출시키고, 이를 통해 배출시킨다. 계량첨가 과정 동안, 반응 챔버 (1) 중 불소 농도가 서서히 증가된다. 불소 농도는 유량 및 계량첨가의 지속시간을 통해 기상 플루오르화를 위해 사전 결정된 기체 농도 이하로 조정될 수 있다. 농도의 증가를 조절함으로써, 추가적으로 반응에 영향을 미칠 수 있다. 플루오르화 기체에 대한 비활성 기체 대기를 완전 또는 부분적 교환시킨 후, 계량첨가 과정을 종료시키고 유통/차단 밸브 (V4)가 폐쇄된다. 기상 플루오르화를 위해 제공된 불소-함유 기체 혼합물은 기체 혼합물의 총 부피를 기준으로 0.1 내지 30 부피%의 불소 기체 또는 플루오르화제로 이루어진다. 기체 혼합물은 희석 기체로서 질소, 아르곤, 헬륨 또는 네온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 각각의 비활성 기체 또는 2 이상의 비활성 기체를 함유한다. 또한 기체 혼합물은 0.1 내지 20 부피%, 특히 0.1 내지 10 부피%의 불소 기체 또는 플루오르화제를 함유할 수 있다. 바람직한 기체 혼합물은 10 부피%의 불소 기체 또는 플루오르화제를 함유한다. 특히, 기상 플루오르화는 원소 불소, 할로겐 플루오라이드 또는 0족 기체 플루오라이드, 예컨대 XeF2 또는 XeF4를 사용하여 수행된다. 질소가 비활성 기체로서 사용되는 경우, 불소-함유 기체 혼합물은 5 내지 15 부피%, 특히 10 부피%의 불소를 포함한다.1 schematically shows a device for the fluorination of a plastic article having a reaction chamber 1, a heater 3 for the reaction chamber and a circulation pump 5 in a fixed position by means of a cover 2. Fig. After the cover 2 is opened, the plastic article to be treated is introduced into the reaction chamber 1, and then the reaction chamber is closed again with the cover 2. The seal 6 ensures a tight seal between the reaction chamber 1 and the cover 2. Since the reaction chamber 1 is not vacuum-sealed, it is not exhaustible. (V1), (V1), (V2) for the gas mixture comprising air, inert gas, and fluorine and at least one inert gas are present at the inlet side, wherein the metering addition valves And is connected via a common line of the flow meter 4 and the gas supply pipe 7 leads from the flow meter 4 to the reaction chamber 1. The heater 3 is disposed on the side of the reaction chamber 1 facing the cover 2. [ The arrows in the reaction chamber 1 indicate the directions of the partial streams in the reaction chamber 1. On the outlet side, the gas exhaust tube 8 leads from the reaction chamber 1 to the absorber 9 via the flow-through / shut-off valve V4. The discharge valve V3 is present in the branch of the gas exhaust pipe 8 and is close to where the gas exhaust pipe 8 is connected to the reaction chamber 1. The circulation pump 5 is arranged parallel to the reaction chamber 1 and is connected to the gas exhaust pipe 8 and the gas supply pipe 7. A connection portion of the circulation pump 5 to the gas exhaust pipe 8 exists between the valves V3 and V4. The connection of the circulation pump 5 to the gas supply line 7 is located in the downstream stream downstream of the flow meter 4. For homogenization of the internal atmosphere of the reaction chamber 1, a blower in the reaction chamber may be provided. A plastic article or plastic part to be processed is introduced into the reaction chamber 1. Atmospheric oxygen in the reaction chamber 1 is first removed by flushing a certain amount of inert gas by flowing an inert gas through the valve V1 to the flow meter 4. In general, the inert gas under reduced pressure is reduced to atmospheric pressure or standard pressure, i.e., atmospheric pressure, in front of the metering addition valve (V1). After release from the flow meter, the inert gas is metered into the reaction chamber 1 via the gas supply line 7. Atmospheric oxygen present in the reaction chamber 1 is released through the open discharge valve V3. The flushing can be continued until the inside of the reaction chamber 1 contains only inert gas. The fluorination can also be carried out in the presence of atmospheric oxygen by stopping the flushing to the inert gas in an inert state to leave a certain amount of atmospheric oxygen in the reaction chamber 1. Flushing is carried out through analytical monitoring either by adjusting the time after an experimental determination of the flushing duration, or by adjusting the dosing and flushing times at a predetermined flow rate of metered gas mixture and inert flushing gas. For this purpose, the positive composition flowing through the discharge valve (V3) is analytically monitored, i.e., measured, and the obtained analysis value is used for time adjustment. After the flushing is completed, the metering addition valve V1 and the shutoff valve V3 are closed. The metering fluorination is then initiated by opening the metering addition valve V2 for the gas mixture and metering the fluorine-containing processing gas into the reaction chamber 1 via the flow meter 4. [ Inert gas in the reaction chamber 1 is discharged to the absorber 9 through an open flow-through / shut-off valve V4 and discharged therefrom. During the metering addition process, the fluorine concentration in the reaction chamber 1 is gradually increased. The fluorine concentration can be adjusted below a predetermined gas concentration for gas phase fluorination through the flow rate and the duration of the metering addition. By controlling the increase in concentration, it can additionally affect the reaction. After completely or partially exchanging the inert gas atmosphere for the fluorinated gas, the metering addition process is terminated and the flow-through / shutoff valve V4 is closed. The fluorine-containing gas mixture provided for the gas phase fluorination is comprised of from 0.1 to 30% by volume of the fluorine gas or the fluorinating agent based on the total volume of the gas mixture. The gas mixture contains each inert gas or two or more inert gases selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium or neon as a diluent gas. The gas mixture may also contain from 0.1 to 20% by volume, in particular from 0.1 to 10% by volume, of a fluorine gas or fluorinating agent. A preferred gas mixture contains 10 vol% of fluorine gas or fluorinating agent. In particular, the gaseous fluorination is carried out using elemental fluorine, halogen fluoride or O group gas fluoride such as XeF 2 or XeF 4 . When nitrogen is used as the inert gas, the fluorine-containing gas mixture comprises 5 to 15% by volume, in particular 10% by volume, of fluorine.

순환 펌프 (5)의 스위치를 켜는 것은 반응 챔버 (1) 중 난류를 발생시켜, 불소 반응을 개선시킨다. 상기 기술된 반응 순서는 고정되어 있는데, 이는 유통/차단 밸브 (V4)가 플루오르화 동안 폐쇄되어 있고, 순환 펌프 (5)의 스위치를 켜는 경우 기체 혼합물은 순환되나 신선한 기체 혼합물은 공급되지 않기 때문이다. 또한 기체 혼합물을 기체 동역학에 대해 최적화된 방식으로 반응 챔버로 계량첨가하여, 반응 챔버 중 대기의 실질적 균일화를 확립할 수 있다. 이 때 송풍기 및/또는 순환 펌프를 생략할 수 있다.Switching on the circulation pump (5) generates turbulence in the reaction chamber (1), thereby improving the fluorine reaction. The reaction sequence described above is fixed because the gas mixture is circulated when the flow-through / shutoff valve V4 is closed during the fluorination and when the circulation pump 5 is switched on, but fresh gas mixture is not supplied . The gas mixture can also be metered into the reaction chamber in an optimized manner for gas kinetic to establish a substantially uniform atmosphere in the reaction chamber. At this time, the blower and / or circulation pump may be omitted.

하지만, 플루오르화는 또한 특히 기체 혼합물이 계량첨가 밸브 (V2)를 통해 계량첨가되는 경우 및 개방된 유통/차단 밸브 (V4)를 통해 유동하는 경우에 동적으로 실행된다. 동역학 과정은 불소 반응을 억제시키는 반응 생성물인 히드로겐 플루오라이드를 반응 챔버 (1)로부터 흡수기 (9)로 배출시켜 적절하게 제거시키는 이점을 가진다.However, the fluorination is also carried out dynamically, especially when the gas mixture is metered through the metering addition valve V2 and when flowing through the open flow / shutoff valve V4. The kinetic process has the advantage that hydrogene fluoride, which is a reaction product that suppresses the fluorine reaction, is appropriately removed from the reaction chamber 1 by discharging it to the absorber 9. [

기상 플루오르화의 종료 후, 비활성 기체를 반응 챔버 (1)의 플러싱을 위해 개방된 계량첨가 밸브 (V1)을 통해 계량첨가시키고 유통/차단 밸브 (V4)를 개방시킨다. 기상 플루오르화의 종료 후의 플러싱은 또한 공기로 실행될 수 있다. 반응 챔버 (1) 내의 기체 혼합물의 온도가 15 내지 5O℃가 되도록 가열기 (3)을 조절한다.After the end of the gas phase fluorination, an inert gas is metered through the open metering addition valve (V1) for flushing of the reaction chamber (1) and the flow-through / shutoff valve (V4) is opened. Flushing after the end of vapor phase fluorination can also be performed with air. The heater 3 is adjusted so that the temperature of the gas mixture in the reaction chamber 1 is 15 to 50 캜.

도 2는 본 발명에 따른 기기의 또다른 실시태양을 도식적으로 나타내는데, 도 1에 존재하는 동일한 구성은 동일한 참조 번호를 사용하였으며, 이의 기술은 반복하지 않는다. 천공된 주변 드럼면 (11)을 갖는 회전 드럼이 본 실시태양의 반응 챔버 (1)에 존재한다. 회전 드럼 (10)에는 부품이 회전 드럼 (10)으로부터 강하하는 것을 방지하는 탈착식 커버 단부면 (15)가 장착되어 있다. 커버 단부면 (15)는 필요하지 않을수도 있으나, 밀봉되어 있다. 도 1에 따른 실시태양에서와 같이 반응 챔버 (1)은 밀봉부 (6)을 통해 반응 챔버 (1)의 하우징에 연결되는 커버 (2)를 갖는다. 반응 챔버의 벽 중 하나에 있는 밀봉된 회전 관통부 (12)를 통과하는 구동 축 (14)를 갖는 구동 모터 (13)은 반응 챔버 (1)의 외부에 존재한다. 구동 축 (14)는 회전 드럼 (10)에 견고하게 연결되어 있다. 기상 플루오르화의 시작시, 반응 챔버 (1)의 커버 (2) 및 회전 드럼 (10)의 커버 단부면 (15)은 개방되어, 처리되는 플라스틱 용품 및 플라스틱 부품이 회전 드럼 (10)으로 도입될 수 있게 한다. 그 후, 회전 드럼 (10) 및 반응 챔버 (1)은 폐쇄된다. 구동 모터 (13)의 스위치를 켜고 회전 드럼 (10)이 회전되도록 한다. 대기 산소를 개방된 계량첨가 밸브 (V1)을 통해 일정량의 비활성 기체로의 플러싱을 통해 제거한다. 반응 챔버 (1)에 존재하는 공기는 개방된 방출 밸브 (V3)을 통해 방출된다. 주변 드럼면 (11)의 천공으로 인해, 방해받지 않는 기체 교환이 회전 드럼 (10)에서 일어난다. 플루오르화가 대기 산소의 존재하에 실행되는 경우, 플러싱은 반응 챔버 (1)에 일정량의 대기 산소를 남기기 위해 플러싱을 미완결 상태로 종료시킬 수 있다. 도 1에 따른 실시태양에서와 같이, 플러싱은 플러싱 기체의 사전 결정된 유량에서 시간의 함수로서 플러싱 기체의 계량첨가 지속시간을 조절함으로써 제어되며, 개방된 밸브 (V3)을 통해 유동하는 기체 혼합물의 기체 조성의 분석치를 통해 모니터링될 수 있다. 플러싱의 종료 후, 계량첨가 밸브 (V1) 및 방출 밸브 (V3)을 폐쇄시킨다. 그 후, 계량첨가 밸브 (V2)를 개방시키고 반응 챔버 (1)로 불소-함유 처리 기체를 보냄으로써 기상 플루오르화를 시작한다. 비활성 기체는 개방된 유통/차단 밸브 (V4)를 통해 흡수기 (9)로 방출된다. 플루오르화 기체가 유동함에 따라, 회전 드럼 (10)의 불소 농도는 서서히 증가된다. 회전 드럼 (10)의 회전을 통해 기체 혼합물이 균질화된다. 물론, 반응 챔버 (1)에 또한 도 1에 따른 실시태양에서와 같은 가열기 (3)을 장착시킬 수 있는데, 이는 도시하지 않았다.Fig. 2 schematically illustrates another embodiment of the device according to the invention, wherein the same configurations as in Fig. 1 are given the same reference numerals, and the description thereof is not repeated. A rotating drum having a perforated peripheral drum surface 11 is present in the reaction chamber 1 of this embodiment. The rotary drum 10 is equipped with a detachable cover end face 15 for preventing the component from descending from the rotary drum 10. The cover end face 15 may be not necessary but is sealed. As in the embodiment according to Fig. 1, the reaction chamber 1 has a cover 2 connected to the housing of the reaction chamber 1 through a seal 6. A drive motor 13 having a drive shaft 14 passing through a sealed rotating pierce 12 in one of the walls of the reaction chamber is present outside the reaction chamber 1. The drive shaft 14 is rigidly connected to the rotary drum 10. The cover 2 of the reaction chamber 1 and the cover end face 15 of the rotary drum 10 are opened so that the plastic articles and plastic parts to be processed are introduced into the rotary drum 10 I will. Thereafter, the rotary drum 10 and the reaction chamber 1 are closed. The switch of the drive motor 13 is turned on so that the rotary drum 10 is rotated. Atmospheric oxygen is removed via flushing to a certain amount of inert gas through an open metering addition valve (V1). The air present in the reaction chamber 1 is discharged through the open discharge valve V3. Due to the perforation of the peripheral drum surface 11, an unimpeded gas exchange takes place in the rotary drum 10. If fluorination is carried out in the presence of atmospheric oxygen, the flushing can terminate the flushing to an unfinished state to leave a certain amount of atmospheric oxygen in the reaction chamber 1. As in the embodiment according to FIG. 1, flushing is controlled by adjusting the metering addition duration of the flushing gas as a function of time at a predetermined flow rate of the flushing gas, and the gas of the gas mixture flowing through the open valve V3 Can be monitored through analysis of the composition. After completion of the flushing, the metering addition valve V1 and the discharge valve V3 are closed. Thereafter, meteorological fluorination is started by opening the metering addition valve V2 and sending the fluorine-containing processing gas to the reaction chamber 1. The inert gas is released to the absorber 9 through an open flow / shutoff valve V4. As the fluorinated gas flows, the fluorine concentration of the rotary drum 10 is gradually increased. The rotation of the rotating drum 10 homogenizes the gas mixture. Of course, the reaction chamber 1 can also be equipped with the heater 3 as in the embodiment according to Fig. 1, which is not shown.

불소 농도는 유량 및 계량첨가의 지속시간을 통해 0 내지 원하는 처리 기체 농도 사이에서 자유롭게 선택될 수 있다. 농도의 증가를 조절함으로써, 추가적으로 반응에 영향을 미칠 수 있다. 플루오르화 처리 기체에 대한 비활성 기체 대기의 완전 또는 부분적 교환 후에, 계량첨가 과정이 종료되고 유통/차단 밸브 (V4)가 폐쇄된다. 상기 기술된 과정은 정적으로 수행되나, 플루오르화는 도 1에 따른 실시태양에 대해 설명한 바와 같이, 특히 동적으로 실행될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 플루오르화 기체 혼합물을 계량첨가 밸브 (V2)를 통해 계량첨가하고, 개방된 유통/차단 밸브 (V4)를 통해 방출시킨다. 이러한 경우에도 역시, 불소 반응을 유발하는 반응 생성물인 히드로겐 플루오라이드를 반응 챔버 (1)로부터 배출시킨다는 이점이 달성된다.The fluorine concentration can be freely selected between 0 and the desired process gas concentration through the flow rate and the duration of the metering addition. By controlling the increase in concentration, it can additionally affect the reaction. After a complete or partial exchange of the inert gas atmosphere for the fluorinated gas, the metering addition process is terminated and the flow-through / shutoff valve V4 is closed. The process described above is performed statically, but the fluorination can be performed particularly dynamically, as described for the embodiment according to FIG. For this purpose, the fluorinated gas mixture is metered through a metering addition valve V2 and released via an open flow / shutoff valve V4. Even in this case, the advantage of discharging hydrogen fluoride as a reaction product causing the fluorine reaction from the reaction chamber 1 is achieved.

기상 플루오르화의 종료 후, 비활성 기체를 반응 챔버 (1)의 플러싱을 위해 개방된 계량첨가 밸브 (V1) 및 개방된 유통/차단 밸브 (V4)를 통과시킨다. 플러싱은 또한 비활성 기체를 사용하는 대신에 공기를 사용하여 실행될 수 있다. 이러한 경우에 불소가 대기로 방출되는 것을 막기 위해 밸브 (V3)이 폐쇄된다. 계량첨가 및 플러싱 과정 역시 마찬가지로 사전 결정된 유량에서 시간의 함수로서 플러싱 또는 처리 기체의 계량첨가를 조절함으로써 제어된다. 계량첨가의 지속시간을 확립함으로써, 제어량의 처리 기체를 공지된 부피 유량에서 유량계 (4)를 통해 조절함으로써 계량첨가할 수 있다. 또한, 분석적 모니터링이 가능하다.After the end of the gaseous fluorination, an inert gas is passed through the open metering addition valve (V1) and the open flow / shutoff valve (V4) for flushing of the reaction chamber (1). Flushing can also be performed using air instead of using an inert gas. In this case, the valve V3 is closed to prevent the release of fluorine into the atmosphere. The metering addition and flushing process is likewise controlled by adjusting the metering addition of flushing or process gas as a function of time at a predetermined flow rate. By establishing the duration of the metering addition, a controlled quantity of the treated gas can be metered in by adjusting it through the flow meter 4 at a known volume flow rate. Analytical monitoring is also possible.

본 발명에 따른 기기의 또다른 실시태양을 도 3에 도식적으로 나타낸다. 여기서, 반응 챔버는 전체 면적에 걸쳐 폐쇄된 주변 드럼면 (18)을 갖는 회전 드럼 (17)의 형태이다. 회전 드럼 (17)은 밀봉부를 통해 회전 드럼 (17)에 연결된 커버 (19)를 가지며 요구되는 경우 제거가능하다. 도 1 및 2에 따른 실시태양에서와 동일한 실시태양의 구성은 동일한 참조 번호로 제공되며 별개로 기술하지 않는다. 구동 모터 (21)은 회전 드럼 (17)의 외부에 존재하고, 주변 드럼면 (18)과 결합되어, 스위치를 켠 경우, 회전 드럼이 이동되게 한다. 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)는 기체 공급관 (7)에 연결되어, 회전 드럼 (17) 내로 돌출되어 있는 계량첨가관 (16)과 연결된다. 이러한 계량첨가관 (16)은 동시에 회전 드럼 (17)이 회전되는 회전 축이다. 계량첨가관 (16)은 이의 주변면에 불소-함유 처리 기체를 회전 드럼 (17)의 내부로 방출시키는 구멍을 갖는다. 회전 드럼 (17)의 관통 구역 (22)에서, 계량첨가관 (16)은 기체 배기관 (20)에 의해 계량첨가관 (16)로부터의 일정 거리에서 동축으로 둘러쌓여 있다. 관통 구역 (22)에서, 기체 배기관 (20)은 계량첨가관 (16)과 함께 회전 드럼 (17)의 회전 축의 강화 구역을 형성한다. 2개의 밀봉부 (23)과 (23) 사이에는 피봇 베어링 (24), 예를 들어 볼 베어링이 배치되며, 이들은 관통 구역 (22)에 존재한다. 기밀 회전 관통부는 기체 배기관 (20)에 놓여져 있고, 회전 드럼 (17)이 회전하도록 구성된다.Fig. 3 schematically shows another embodiment of the device according to the invention. Here, the reaction chamber is in the form of a rotary drum 17 having a closed peripheral drum surface 18 over the entire area. The rotary drum 17 has a cover 19 connected to the rotary drum 17 through a seal and is removable if desired. The configurations of the same embodiment as in the embodiment according to Figs. 1 and 2 are provided with the same reference numerals and are not described separately. The drive motor 21 is external to the rotary drum 17 and is coupled with the peripheral drum surface 18 to cause the rotary drum to move when the switch is turned on. The metering addition valves V0, V1 and V2 are connected to the gas supply pipe 7 and connected to the metering addition pipe 16 protruding into the rotary drum 17. The metering addition pipe 16 is a rotary shaft for rotating the rotary drum 17 at the same time. The metering addition pipe 16 has a hole for discharging the fluorine-containing processing gas into the rotary drum 17 on the peripheral surface thereof. The metering addition pipe 16 is coaxially surrounded at a distance from the metering addition pipe 16 by the gas exhaust pipe 20 in the penetrating section 22 of the rotary drum 17. [ In the penetrating section 22, the gas exhaust pipe 20 together with the metering addition pipe 16 form an enforcing section of the rotary shaft of the rotary drum 17. [ A pivot bearing 24, e. G., A ball bearing, is disposed between the two seals 23 and 23, which are present in the through area 22. The airtight rotary penetration portion is placed in the gas exhaust pipe 20, and the rotary drum 17 is configured to rotate.

본 발명에 따른 기기의 본 실시태양에 따르면, 느슨한 중합체성 벌크 물질, 예컨대 플라스틱 과립, 분말, 플라스틱 포움, 성형물 및 성형체, 및 섬유를 플루오르화시킬 수 있다. 회전 드럼 (17)은 추가적인 외부 하우징 없이 폐쇄된 유닛이다. 이 과정은 도 1 및 2에 따른 실시태양을 참고하여 상기 기술된 것과 동일하다. 본 발명에 따른 기기의 실시태양에서 플루오르화되는 플라스틱 용품 및 중합체성 벌크 물질의 체류 시간은 0.5 분 내지 12 시간, 특히 0.5 분 내지 6 시간이다. 0.5 분 내지 1 분의 짧은 체류 시간은 중합체의 관능화에 충분하다.According to this embodiment of the device according to the invention loose polymeric bulk materials such as plastic granules, powders, plastic foams, moldings and shaped bodies, and fibers can be fluorinated. The rotary drum 17 is a closed unit without an additional outer housing. This process is the same as described above with reference to the embodiment according to Figs. In the embodiment of the device according to the invention, the residence time of the plastics material to be fluorinated and the polymeric bulk material is 0.5 to 12 hours, in particular 0.5 to 6 hours. A short residence time of 0.5 minutes to 1 minute is sufficient for functionalizing the polymer.

1 = 반응 챔버 (고정 위치)
2 = 커버
V0, V1, V2 = 계량첨가 밸브
3 = 가열기
4 = 유량계
5 = 순환 펌프
6 = 밀봉부
7 = 기체 공급관
V3 = 방출 밸브
V4 = 유통/차단 밸브
8 = 기체 배기관
9 = 흡수기
10 = 회전 드럼
11 = 주변 드럼면 (천공됨)
12 = 회전 관통부
13 = 구동 모터
14 = 구동 축
15 = 커버 단부면
16 = 계량첨가관
17 = 회전 드럼
18 = 주변 드럼면 (폐쇄됨)
19 = 커버
20 = 기체 배기관
21 = 구동 모터
22 = 관통 구역
23, 23 = 밀봉부
24 = 피봇 베어링 (볼 베어링) 1 = reaction chamber (fixed position)
2 = cover
V0, V1, V2 = metering valve
3 = heater
4 = Flowmeter
5 = Circulating pump
6 = seal
7 = gas supply pipe
V3 = discharge valve
V4 = distribution / shutoff valve
8 = gas exhaust pipe
9 = absorber
10 = rotary drum
11 = peripheral drum face (drilled)
12 =
13 = drive motor
14 = drive shaft
15 = Cover end face
16 = metering addition tube
17 = rotary drum
18 = Perimeter drum face (closed)
19 = cover
20 = gas exhaust pipe
21 = drive motor
22 = through area
23, 23 =
24 = Pivot bearing (ball bearing)

Claims (6)

반응 챔버 (1); 커버; 및 유입구 측면에, 공기, 비활성 기체, 및 불소와 1 이상의 비활성 기체를 포함하는 기체 혼합물을 위한 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)를 포함하고,
반응 챔버 (1)의 기체 배기관 (8)에 배치된 방출 밸브 (V3) 및 유통/차단 밸브 (V4)를 포함하며,
천공된 주변 드럼면 (11)을 갖는 회전 드럼 (10)이 반응 챔버 (1) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라스틱의 플루오르화를 위한 기기.A reaction chamber 1; cover; (V1), (V1), (V2) for a gas mixture comprising air, an inert gas, and at least one inert gas,
A discharge valve V3 and a flow-through / shutoff valve V4 disposed in the gas exhaust pipe 8 of the reaction chamber 1,
Characterized in that a rotary drum (10) with a perforated peripheral drum surface (11) is arranged in the reaction chamber (1). 제1항에 있어서, 기체 배기관 (8)이 차단 밸브 (V4)를 통해 흡수기 (9)에 연결된 것을 특징으로 하는 기기.The device according to claim 1, characterized in that the gas exhaust pipe (8) is connected to the absorber (9) via a shutoff valve (V4). 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 드럼 (10)이 반응 챔버 (1)의 외부에 배치된 구동 모터 (13)의 구동 축 (14)와 연결되고, 구동 축 (14)가 반응 챔버의 벽 중 하나에 있는 밀봉된 회전 관통부 (12)를 통과하는 것을 특징으로 하는 기기.3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rotary drum (10) is connected to a drive shaft (14) of a drive motor (13) disposed outside the reaction chamber (1) (12) in one of the walls. 제3항에 있어서, 반응 챔버가 전체 면적에 걸쳐 폐쇄된 주변 드럼면 (18)을 갖는 회전 드럼 (17)이고, 반응 챔버의 외부에 배치된 구동 모터 (21)이 주변 드럼면과 결합하여 회전 드럼이 움직이도록 하는 것을 특징으로 하는 기기.4. The apparatus according to claim 3, wherein the reaction chamber is a rotary drum (17) having a closed peripheral drum surface (18) over the entire area, and a drive motor (21) And to cause the drum to move. 제4항에 있어서, 유입구 측면에 있는 계량첨가 밸브 (V0), (V1), (V2)에 연결된 기체 공급관 (7)이, 회전 드럼 (17) 안으로 돌출되어 회전 드럼이 회전되는 회전 축을 형성하는 계량첨가관 (16)에 연결된 것을 특징으로 하는 기기.5. The apparatus according to claim 4, wherein a gas supply pipe (7) connected to the metering addition valve (V0), (V1), (V2) on the side of the inlet port projects into the rotary drum (17) Is connected to the metering addition tube (16). 제4항에 있어서, 회전 드럼 (17)의 관통 구역 (22)에서, 계량첨가관 (16)이 기체 배기관 (20)에 의해 일정 거리에서 동축으로 둘러싸여 있으며, 2개의 밀봉부 (23), (23)이 관통 구역에 배치되어 있고, 기체 배기관 (20)에 놓여져 있으며 회전 드럼이 기밀 회전하도록 구성된 피봇 베어링 (24)가 2개의 밀봉부 (23), (23) 사이에 있는 것을 특징으로 하는 기기.5. The apparatus according to claim 4, characterized in that in the penetrating section (22) of the rotary drum (17), the metering addition pipe (16) is coaxially surrounded by a gas exhaust pipe (20) Characterized in that a pivot bearing (24) is arranged between the two seals (23), (23), the pivot bearing (24) being arranged in the penetrating section and arranged in the gas exhaust tube (20) .
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